本文關(guān)鍵詞：軋機機電耦合主傳動系統(tǒng)扭振分析及時滯反饋控制研究

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【摘要】：主傳動系統(tǒng)作為軋鋼機的重要組成部分,在生產(chǎn)過程中頻繁出現(xiàn)的扭振現(xiàn)象嚴重影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量,甚至引起設(shè)備損壞等嚴重后果,因此研究軋機主傳動系統(tǒng)的失穩(wěn)機理并提出控制策略具有重要的現(xiàn)實意義。軋機主傳動系統(tǒng)由電氣傳動控制系統(tǒng)和機械傳動系統(tǒng)組成,系統(tǒng)的穩(wěn)定性由這兩部分共同決定。本課題以軋機主傳動系統(tǒng)為研究對象,考慮電磁參數(shù)與機械參數(shù)的耦合作用建立非線性扭振模型,從機電耦合的角度研究引起系統(tǒng)失穩(wěn)的非線性動力學行為,同時在系統(tǒng)中引入時滯反饋控制,分析時滯參數(shù)、反饋增益對主系統(tǒng)振動特性的影響規(guī)律。首先,考慮機械參數(shù)和電氣參數(shù)的耦合作用,基于廣義耗散系統(tǒng)Lagrange原理建立機電耦合扭振系統(tǒng)的非線性動力學方程。分析系統(tǒng)的平衡點及特征根,以電磁剛度為分岔參數(shù),給出系統(tǒng)產(chǎn)生Hopf分岔的充要條件,并研究系統(tǒng)的分岔形態(tài)。采用Silnikov法分析系統(tǒng)產(chǎn)生混沌運動的參數(shù)條件,找出系統(tǒng)的同宿軌道,證明系統(tǒng)在電磁剛度變化時存在Smale馬蹄意義下的混沌。其次,采用Lyapunov-Schmidt(LS)約化方法將高維機電耦合系統(tǒng)降維,得到等價的低維分岔方程,利用奇異性理論研究了系統(tǒng)的靜態(tài)分岔特性。同時引入時滯狀態(tài)反饋控制系統(tǒng)的動力學行為,分析了時滯反饋控制下系統(tǒng)的根的分布,根據(jù)時滯微分方程穩(wěn)定性理論給出確定控制參量的解析條件。結(jié)合系統(tǒng)相圖和時間歷程圖分析了時滯反饋參數(shù)對系統(tǒng)運動的控制作用。最后,利用直接法研究了系統(tǒng)的特征根和時滯穩(wěn)定區(qū)域,對反饋增益與時滯穩(wěn)定區(qū)域長度的關(guān)系進行了探討。選取時滯為分岔參數(shù),分析了系統(tǒng)在時滯非線性反饋控制下產(chǎn)生Hopf分岔的條件。采用中心流行法與規(guī)范形理論判斷了系統(tǒng)Hopf分岔方向和周期解穩(wěn)定性。通過利用系統(tǒng)相圖和時間歷程圖研究了不同時滯參數(shù)和反饋增益下系統(tǒng)的分岔運動形態(tài)。
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG333.1

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本文編號：1139528